(57)【要約】【課題】マルチメディア系トラフィックのＱｏＳ確保に対応できるようなアクセスポイントを実現する。【解決手段】ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法において、基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、ＡＰがＳＴＡからの第一フレームを受信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを受信後に送信すべきマルチメディア系の高優先フレームを保持している場合に、第一フレームに対する応答信号（ＡＣＫフレーム）のＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、マルチメディア系の高優先フレームの送信に必要な時間を設定して当該応答信号を送信する。【選択図】図３
2006166114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法であって、
前記基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、
前記ＡＰがＳＴＡからの第一フレームを受信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを受信後に送信すべきマルチメディア系の高優先フレームを保持している場合に、前記第一フレームに対する応答信号（ＡＣＫフレーム）のＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、前記マルチメディア系の高優先フレームの送信または送信権確保に必要な時間を設定して当該応答信号を送信することを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【請求項２】
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法であって、
前記基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、
前記ＡＰがＳＴＡに対して第一フレームを送信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを送信後に送信すべきマルチメディア系の高優先フレームを保持している場合に、前記第一フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、前記マルチメディア系の高優先フレームの送信または送信権確保に必要な時間を加算した時間を設定して当該第一フレームを送信することを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【請求項３】
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法であって、
前記基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、
前記ＡＰがＳＴＡからの第一フレームを受信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを受信後に特定のＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信が予測される場合に、前記第一フレームに対する応答信号（ＡＣＫフレーム）のＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、前記予測されるマルチメディア系の高優先フレーム全体又は一部の受信に必要な時間を設定して当該応答信号を送信した後、前記特定のＳＴＡとの間で当該ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせる特定のシーケンスを実行することを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【請求項４】
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法であって、
前記基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、
前記ＡＰがＳＴＡに対して第一フレームを送信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを送信後に特定のＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信が予測される場合に、前記第一フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、前記予測されるマルチメディア系の高優先フレーム全体又は一部の受信に必要な時間を加算した時間を設定して当該第一フレームを送信した後、前記特定のＳＴＡとの間で当該ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせる特定のシーケンスを実行することを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【請求項５】
前記特定のシーケンスは、ＲＴＳ／ＣＴＳシーケンスであることを特徴とする請求項３，４の何れか１項に記載の無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【請求項６】
前記特定のシーケンスは、Ｎｕｌｌ／ＡＣＫシーケンスであることを特徴とする請求項３，４の何れか１項に記載の無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【請求項７】
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法であって、
前記基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、
前記ＡＰがＳＴＡからの第一フレームを受信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを受信後に特定のＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信が予測される場合に、前記第一フレームに対する応答信号（ＡＣＫフレーム）のＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、ある特定フレームの送信または送信権確保に必要な時間を設定して当該応答信号を送信した後、前記特定のＳＴＡとの間で当該ＳＴＡ以外のＮＡＶタイマをセットさせる特定のシーケンスを実行することを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【請求項８】
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法であって、
前記基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、
前記ＡＰがＳＴＡに対して第一フレームを送信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを送信後に特定のＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信が予測される場合に、前記第一フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、ある特定フレームの送信または送信権確保に必要な時間を加算した時間を設定して当該第一フレームを送信した後、前記特定のＳＴＡとの間で当該ＳＴＡ以外のＮＡＶタイマをセットさせる特定のシーケンスを実行することを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いたシステムにおいて、サービスクラスに準じて無線伝送による伝送遅延量及び伝送遅延変動量を低減することにより、これらを表す指標であるところのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を向上させ、ＱｏＳ確保が重要となるようなアプリケーションについても、無線ＬＡＮにより対応可能とするような無線ＬＡＮ基地局装置（アクセスポイント装置）に於けるＱｏＳ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−３１４５４６号公報
【特許文献２】特開２００３−２９８５９２号公報
【特許文献３】特開２００３−２９８５９３号公報
【０００３】
無線ＬＡＮに関する従来技術として、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告による無線ＬＡＮのＭＡＣレイヤの機能として規定された基本アクセス方式を説明する。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告により規定された無線ＬＡＮネットワークの接続形態には、アドホックモード及びインフラストラクチャモードがある。アドホックモードは各無線ＬＡＮ移動局（ステーション）同士で直接通信を行なうモードであり、ネットワークの中心となるようなステーションは特に存在しない。インフラストラクチャモードでは、各無線ＬＡＮステーションは、基本的にアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ：ＡＰ）と呼ばれる、ネットワークの中心となる基地局を経由して通信を行なう。
【０００５】
この発明はインフラストラクチャモードを適用対象とするので、以下ではインフラストラクチャモードに限定して説明する。
【０００６】
＜ＤＣＦ及びＰＣＦ動作概要＞
ＩＥＥＥ８０２．１１勧告で規定されている無線ＬＡＮのフレームシーケンスの基本は、ユニキャストフレーム送信に対するＡＣＫフレーム応答である。ただしフレームの宛先が複数のステーションである場合（マルチキャストフレーム及びブロードキャストフレーム）には、ＡＣＫ応答は必要ない。
【０００７】
インフラストラクチャモードのアクセス方式には、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を用いたＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、及びアクセスポイントによりメディアの集中管理を行なうＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれるものがある。
【０００８】
ＤＣＦ制御下に於ける各ステーションは、基本的にフレーム送信を行なう前には必ず無線メディアの空き状況を確認する必要がある。この確認の結果、メディアが使用中（ビジー）であると判断した場合には、フレーム転送が終了するまでメディアの使用権限を譲渡しなければならない。フレーム転送終了後に、規定された時間間隔（ＤＩＦＳ）、及びランダム数からなる各ステーション個別の時間間隔（バックオフタイム）を経過した後で初めて、ステーションは保留していたフレームの送信を行なうことが可能となる。
【０００９】
ＤＣＦにおいては、ＰＣＦにおけるマスタ（アクセスポイント）対スレーブ（一般ステーション）のような主従関係はなく、ビーコン送信等の一部の例外を除いて、アクセスポイントを含めたどのステーションも公平な立場でメディアに対してアクセスを行なうことが出来る。
【００１０】
ＰＣＦ制御下においては、各ステーションは、アクセスポイントからのポーリング信号を受信した場合にのみ、フレームの送信が可能となる。ＰＣＦの場合にはメディア使用権の制御は全てアクセスポイントに委ねられているので、一般ステーションは送信に先立ち無線メディアの空き状況を確認したり、バックオフタイムの経過を待つ必要はない。
【００１１】
＜ＣＳＭＡ／ＣＡ＞
ＤＣＦ制御の主要方式であるＣＳＭＡ／ＣＡにおいて、無線メディアの使用状況をチェック（キャリアセンス）するための方法として、ＰＨＹレイヤ（ＭＡＣレイヤの下位レイヤ）のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌｅ）部により直接的に搬送波チェック（フィジカルキャリアセンス）を行う方法と、無線メディアを介して転送される各種フレームに設定されたメディア使用予約情報（ＮＡＶ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）を用いる仮想キャリアセンスの２つの方法がある。ＭＡＣレイヤではこれら２つを組み合せて、多数のステーション間でのメディア競合による衝突確率を効果的に低減させている。
【００１２】
フィジカルキャリアセンスはＲＦ部により行なわれ、ＭＡＣレイヤではその結果を用いて（必要ならば）最大１μｓ毎に無線メディア上のキャリアの有無を判断する。
【００１３】
＜仮想キャリアセンス＞
仮想キャリアセンスメカニズムは、ＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）を用いて実現される。ＮＡＶは全ステーションが各々持っていて、その値が設定された瞬間から一定の割合で“０”までデクリメントされていく一種のカウンタであり、ＮＡＶの値はその時点での（現在フレーム送受信中のステーションの）無線メディア使用予定の残り時間（μｓ）を表わしている。ＮＡＶが“０”に到達することにより、無線メディアが開放されて空き（アイドル）状態になったことを示す。
【００１４】
フレーム送受信の当事者であるステーションにおいては、送信するフレーム内ＭＡＣヘッダのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、今後（現在転送中のフレーム転送完了後）の無線メディア占有予定時間（μｓ）を設定しておく必要がある。フレーム送受信の当事者以外の全てのステーションは、無線メディア上を転送されるフレームの当該フィールドを読み取り、そのフレームの転送完了タイミングでその値を自ステーションのＮＡＶへロードする。ただし、ＮＡＶのロードタイミングにおいて、自ステーションが現在持っているＮＡＶの値が転送フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドから読み取った値よりも大きい場合には、このロードは行なわない。
【００１５】
図９を用いて基本的なＮＡＶの制御について説明する。図９において、フレーム送受信当事者以外のＳＴＡは、Ｄａｔａフレームの転送終了時点で、ＤａｔａフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに設定されている値（この場合は“６”）を、各々自ＳＴＡのＮＡＶタイマへロードする。ＮＡＶタイマは一定割合でデクリメントされていき、ＡＣＫフレームの転送終了時点において“０”に到達する。ＮＡＶタイマが“０”以外の期間が、仮想キャリアセンスによるメディアビジーの期間となる。
【００１６】
ＤａｔａフレームとＡＣＫフレームとの間隔は規定されたＰＨＹ固有の時間（ＳＩＦＳ）である。フィジカルキャリアセンスのみでは、この間隔においてメディアは空き状態だと認識されてしまうが、仮想キャリアセンスにより、ＡＣＫフレーム終了までメディアビジーが継続していることが認識される。逆に最初のＤａｔａ転送中においてはまだＮＡＶがセットされる前なので、フィジカルキャリアセンスによりメディアビジーの認識がなされる。このようにＭＡＣレイヤでは、フィジカルキャリアセンスと仮想キャリアセンスを組み合せてメディアビジーを検出することにより、より効果的な衝突回避（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）制御を行なうことができる。また、この例ではＡＣＫフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ値が“０”となっており、ＡＣＫフレーム終了時点でメディアが開放されることになる。
【００１７】
＜ＲＴＳ／ＣＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ／Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）フレーム＞
ＤＣＦ制御下で動作しているどのステーションにおいても、所望のフレーム送信に先立ち、ＲＴＳ／ＣＴＳフレームの交換を行なうことができる。これにより、まずフレーム長の短いＲＴＳ／ＣＴＳフレームを使用して実際の送信先ステーションとのフレーム交換を行ない、送信先ステーションのチェック及び送信パスのチェックを行っている。ただし、送信したいフレーム長が元々短いような場合にはＲＴＳ／ＣＴＳフレームを利用する意味があまりないので、ＭＡＣレイヤにおいてはあらかじめ指定されたＲＴＳ／ＣＴＳ適用閾値パラメータを利用してＲＴＳ／ＣＴＳの適用可否判断を行なう。基本的に閾値パラメータ以下の長さのフレームに対してはＲＴＳ／ＣＴＳは適用せず、閾値パラメータを超えるようなフレームに対してのみＲＴＳ／ＣＴＳを適用する。
【００１８】
ＲＴＳ／ＣＴＳフレームにおいても、通常のデータフレーム等と同様に前述のようなＮＡＶ制御を行なう。ＲＴＳ／ＣＴＳフレームシーケンス及びそのＮＡＶ動作について、図１０を用いて説明する。
【００１９】
ＲＴＳ／ＣＴＳフレームシーケンスにおいては、ＲＴＳ−ＣＴＳフレーム間、ＣＴＳ−Ｄａｔａフレーム間、及びＤａｔａ−ＡＣＫフレーム間の間隔は全て、フレーム間隔として規定された中で最も短い時間間隔（＝ＳＩＦＳ）を用いて送信することができる。従ってＲＴＳ／ＣＴＳフレーム転送に成功すれば、ＳＩＦＳよりも長い時間間隔（ＤＩＦＳ）を置いてからフレーム転送に入ろうとする他のステーションよりも優先的に無線メディアを使用できることになるため、それに続くデータフレーム／ＡＣＫフレーム転送も成功する可能性が大きくなる。
【００２０】
図１０において各フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドの値は、そのフレームの送信完了後からＡＣＫフレームの送信完了までの時間（μｓ）を示しており、従って最後のＡＣＫフレームではその値は“０”ということになる。
【００２１】
＜バックオフ＞
仮想／フィジカルキャリアセンスによる判断の結果、無線メディアがビジー状態の後アイドル状態になり、必要な時間間隔（通常はＤＩＦＳ期間）が経過したその直後の時点において、送信待ちデータを蓄えていた複数のステーションが各々送信を開始しようとすると、メディアアクセスが重なり衝突を起こす可能性が高くなるので、それを回避するための方法として、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告ではバックオフ手順が規定されている。このバックオフの基本動作を図１１を用いて説明する。
【００２２】
図１１において、ＳＴＡ１〜３に送信待ちデータが発生したとき、フィジカル／仮想キャリアセンスにより無線メディアのビジー状態を認識した場合（またはビジー直後のＤＩＦＳ期間内であるような場合）、各ステーションはメディア使用権限の譲渡状態に入る。フレーム転送終了後、ＤＩＦＳ間隔を置いてメディアは開放されアイドル状態となるが、そこで各ステーションが一斉にフレーム送信を開始しようとするとアクセスタイミングが狭い範囲に集中するため衝突を起こす可能性が高くなる。
【００２３】
この衝突確率を低減させるため、各ステーションはＤＩＦＳ後にさらにランダムに選択された時間（バックオフタイム）の間だけメディアアクセスを控えなければならない。これにより複数のメディアアクセスが衝突する可能性を低くすることが可能となる。
【００２４】
＜ＰＣＦアクセス方式＞
これまでに説明してきたＤＣＦアクセス方式に加え、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告ではインフラストラクチャモードにおける無線メディアアクセス方式として、ＰＣＦアクセス方式をオプションとして規定している。ＰＣＦアクセス方式では、ＰＣ（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）と呼ばれるマスタステーション（通常はアクセスポイント）により、各無線ステーションの送信権を集中的に制御する。従ってＤＣＦとは異なり、各無線ステーションが送信権をめぐって競合することはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
従来の無線ＬＡＮシステムでは、主にデータ系のトラフィックを扱っていたが、近年の例えばＶｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ（ＶｏＩＰ）等のマルチメディア技術の発展・普及に伴ない、音声・動画等のマルチメディア系トラフィックを従来のデータ系トラフィックと同様に、無線ＬＡＮシステムで統一的に扱いたいといった要望が増加している。
【００２６】
マルチメディア系トラフィックの特徴は、その周期性及び遅延に対する鋭敏性にある。送信元において周期的に生成されたマルチメディア系トラフィックに対して、途中の伝送路において一定以上の遅延及び遅延変動が発生し、また一定以上の情報損失が生じた場合には、送信先において再生された音声・動画等の質が評価に耐えられないほどに劣化することになる。
【００２７】
しかしながら上述したようなＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠のＤＣＦアクセス方式は、基本的にバースト的で予測の付かないような非同期データを効果的に伝送するように設計されているため、ネットワークの輻輳状況によりデータの遅延量が大きく変動することは充分に有り得ることであり、規則的・周期的なマルチメディア系トラフィックに対して、伝送遅延量及び伝送遅延変動量を低減することにより、そのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を確保することは困難であった。
【００２８】
また同じく上述のＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠ＰＣＦアクセス方式に関しては、規則的・周期的なマルチメディア系トラフィックに適してはいるのだが、元々ＤＣＦのオプションという位置付けになっていることもあり、現時点で一般的に普及しているとは言い難く、実際的な解決策とはならない。
【００２９】
本発明では上記のような状況に鑑み、広く普及しているＤＣＦアクセス方式準拠のステーションに対して、アクセスポイント側のみの工夫により、マルチメディア系トラフィックのＱｏＳ確保に対応できるようなアクセスポイントを実現することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、上記課題を解決するために、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法において、基地局（ＡＰ）は、ＤＣＦ方式でアクセス制御される移動局（ＳＴＡ）との間でインフラストラクチャモードによるネットワークを形成しており、ＡＰがＳＴＡからの第一フレームを受信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを受信後に送信すべきマルチメディア系の高優先フレームを保持している場合に、第一フレームに対する応答信号（ＡＣＫフレーム）のＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、マルチメディア系の高優先フレームの送信に必要な時間を設定して当該応答信号を送信するようにしている。
【００３１】
また、本発明は上記課題を解決するために、ＡＰがＳＴＡに対して第一フレームを送信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを送信後に送信すべきマルチメディア系の高優先フレームを保持している場合に、第一フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、マルチメディア系の高優先フレームの送信に必要な時間を加算した時間を設定して当該第一フレームを送信するようにしている。
【００３２】
また、本発明は上記課題を解決する為に、ＡＰがＳＴＡからの第一フレームを受信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを受信後に特定のＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信が予測される場合に、第一フレームに対する応答信号（ＡＣＫフレーム）のＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、予測されるマルチメディア系の高優先フレームの受信に必要な時間を設定して当該応答信号を送信した後、特定のＳＴＡとの間で当該ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせる特定のシーケンスを実行するようにしている。
【００３３】
更に、本発明は上記課題を解決する為に、ＡＰがＳＴＡに対して第一フレームを送信動作中状態に有り、かつ、この第一フレームを送信後に特定のＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信が予測される場合に、第一フレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに、予測されるマルチメディア系の高優先フレームの受信に必要な時間を加算した時間を設定して第一フレームを送信した後、特定のＳＴＡとの間で当該ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせる特定のシーケンスを実行するようにしている。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、前述のように、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムに於ける無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法において、マルチメディア系の高優先フレームの送受信を行うＡＰとＳＴＡとの間で、送受信を行う際に、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドの値にゼロでない値を設定するようにしたこと、また、特定のＳＴＡとの間で当該ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせる特定のシーケンスを実行するようにしたことにより、当該ＡＰ或いはＳＴＡがメディア使用権を確保出来る確率を飛躍的に向上させることが可能となり、ＱｏＳの向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、本発明による無線ＬＡＮ基地局装置のＱｏＳ制御方法の実施形態を詳細に説明する。尚、各図面は本発明が理解できる程度に概略的に示しているにすぎず、同様の構成要素については同一の参照符号で示している。
【００３６】
（１）第１の実施形態
図１はこの発明の適用形態の一例を示した図であり、このシステムは、本発明によるＡＰ１、既存の無線ＬＡＮステーションであるＳＴＡ２〜５、既存ＰＣ端末６〜７より構成され、ＡＰ１・ＳＴＡ２〜５は無線ＬＡＮ８を形成しており、ＡＰ１・ＰＣ６〜７は有線ＬＡＮ９（バックボーンネットワーク）に接続されている。各ＳＴＡ２〜５は常にＡＰ１を介して無線フレームの送受信を行なう。無線ＬＡＮ８は、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告で規定されたインフラストラクチャモードを実現するためのネットワーク形態になっている。
【００３７】
図２はこの発明によるＡＰ１（１０）の概略構成を示すブロック図であり、このＡＰ１（１０）は、ＲＦ処理部１１、ベースバンド処理部１２、ＭＡＣ処理部１３、及び上位レイヤ処理部１８を備え、ＭＡＣ処理部は、高優先トラフィックキュー１９ａ、低優先トラフィックキュー１９ｂ、Ｄｕｒａｔｉｏｎ制御部１４、送信タイミング制御部１６、送信フレーム生成部１５、受信フレーム解析部１７を備えている。
【００３８】
以下、図１及び図２により、本発明を用いたシステムの基本的な動作を、主信号の流れに沿って説明する。
【００３９】
図１において例えばＰＣ６により生成された上位レイヤパケットは、有線ＬＡＮ９を経由してＡＰ１に到着する。図２において、ＡＰ１では、上位レイヤ処理部１８により有線ＬＡＮ９の終端処理を行ない、その優先度に従って、取り出した上位レイヤパケットの送信要求をＭＡＣ処理部１３の高優先／低優先トラフィックキュー（１９ａ，１９ｂ）にエントリーする。
【００４０】
送信フレーム生成部１５では、エントリーされたキュー情報を読み取り、Ｄｕｒａｔｉｏｎ制御部１４にＤｕｒａｔｉｏｎ生成要求を出すことにより必要なＤｕｒａｔｉｏｎ情報を生成し、さらにＭＡＣヘッダ情報（送信元／送信先ＭＡＣアドレス、シーケンスナンバ等）及び伝送誤り監視用ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールドを生成し、送信タイミング制御部１６に対して送信準備完了を通知する。
【００４１】
送信タイミング制御部１６では、無線メディアの空き状況を監視し、必要な時間間隔を空けた上で送信開始指示を送信フレーム生成部１５に伝達する。送信フレーム生成部１５では、送信開始指示によりベースバンド処理部１２へ、送信フレーム長や送信レート等の制御情報とともに送信フレームデータを出力する。
【００４２】
ベースバンド処理部１２では、ＰＬＣＰヘッダ、プリアンブルの生成、パディング付加等を行ない、必要な符号化処理や、ＤＳＳＳ或いはＯＦＤＭ等の変調処理を施した上で、送信パワーやアンテナ選択情報とともにＲＦ処理部１１へ出力する。ＲＦ処理部１１ではＤ／Ａコンバート、Ｉ／Ｑ変調等の必要な処理を施した上で無線送信を行なう。以上が本発明を用いたシステムの下り（ＡＰ⇒ＳＴＡ）方向の基本動作となる。
【００４３】
次に上り（ＳＴＡ⇒ＡＰ）方向の基本動作を説明する。ＲＦ処理部１１に於いて無線メディアの受信電界強度がある閾値を越えると、ベースバンド処理部１２は受信動作を開始し、Ａ／Ｄコンバートされた受信フレームのデータを受け取る。ベースバンド処理部１２では復調処理を行ない、ＭＡＣレイヤのフレームデータを取り出してＭＡＣ処理部１３へ出力する。
【００４４】
ＭＡＣ処理部ではＭＡＣレイヤの終端処理を行ない、ＡＣＫ／ＣＴＳ応答や認証／アソシエーション要求等への必要な応答を行ない、また上位レイヤパケットが搭載されているデータフレームは、最終的な宛先アドレス情報とともに上位レイヤ処理部１８へ受け渡す。上位レイヤ処理部１８では、有線ＬＡＮ９上の宛先アドレスに対して上位レイヤパケットを送出する。
【００４５】
以上の基本動作を踏まえて、有線ＬＡＮ９に接続されたＰＣ６と無線ＬＡＮ８に接続されたＳＴＡ２の間でＶｏＩＰによる音声通話を行なっている場合の第１の実施形態における無線ＬＡＮ基地局装置の動作を説明する。
【００４６】
ＶｏＩＰ技術を用いた音声通話の場合には、両端末の間を通常数十ミリセカンド程度の規則的な周期で、双方向の音声情報のやり取りが行なわれることになる。下り方向のみに着目した場合、図１においてＰＣ６より有線ＬＡＮ９を経由してＡＰ１に周期的な音声情報パケットが到着し、それが図２のＭＡＣ処理部１３の高優先トラフィックキュー１９ａにエントリーされる。ＡＰ１（１０）は高優先トラフィックキュー１９ａにエントリーされた音声情報を、速やかにＭＡＣフレームとして宛先のＳＴＡ２へ送信する。
【００４７】
図３は、第１の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のフレーム送受信を説明するタイムチャートであり、図３において、下り方向音声トラフィック発生タイミング１、２の時点でのＤａｔａ１、３がＡＰ１からＳＴＡ２への音声情報の送信を表しており、このフレームは、周期Ｔの規則的な時間間隔により生成される。ＡＰ１はＤａｔａ１、３の送信後、規定された時間間隔であるＳＩＦＳ経過後にＳＴＡ２からのＡＣＫ２、４を受信することにより、無線ＬＡＮのフレーム転送シーケンスが完結したことを認識する。
【００４８】
このときＳＴＡ３〜５においては、Ｄａｔａ１、３が他のＳＴＡ宛のフレームであるため、そこに設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値を自身のＮＡＶタイマに、Ｄａｔａ１、３の受信完了タイミングでロードすることにより、その後に続くＡＣＫフレーム転送が終わるまでの期間はＮＡＶタイマのデクリメント動作を続けることになる。デクリメント継続中は無線メディアの送信権を獲得することはできない。
【００４９】
ＡＣＫフレームの転送終了と同タイミングでＮＡＶタイマも“０”となり、無線メディアの自由競合が可能な状態となる。なお、通常はＡＣＫフレームに設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値は“０”であるため、ＡＣＫ受信完了タイミングでのＮＡＶタイマのロードは発生しない。
【００５０】
次の下り方向音声トラフィック発生タイミング３においては、ＡＰ１はＳＴＡ３からのＤａｔａ５を受信中であり、音声情報であるＤａｔａ７をすぐには送信できない状況にある。このような場合にＡＰ１は、Ｄａｔａ５への応答であるＡＣＫ６フレーム送信において、通常“０”であるＡＣＫに設定されるＤｕｒａｔｉｏｎ値を、”０”以外の値に設定する。この値は、ＡＣＫ６フレーム転送終了時点からＡＣＫ８フレームの転送終了時点までの必要時間として、「ＤＩＦＳ＋Ｄａｔａ７転送時間＋ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ８転送時間」により算出される。
【００５１】
ここでフレーム送受信当事者ではない他のＳＴＡ（ＳＴＡ２及び４、５）は、Ｄａｔａ５に設定されていたＤｕｒａｔｉｏｎ値によるＮＡＶタイマのデクリメントが、ＡＣＫ６フレーム転送終了時点で０に到達するのだが、さらにＡＣＫ６フレームに設定されていたＤｕｒａｔｉｏｎ値をロードすることにより、デクリメント動作を継続することになる。
【００５２】
ＡＣＫ６フレームを送信したＡＰ１は、無線メディアのアイドル状態がＤＩＦＳ時間間隔だけ継続したことを確認した後に、音声情報の入ったＤａｔａ７フレームをＳＴＡ２にあてて送信する。前シーケンスの送受信当事者であったＳＴＡ３以外は、上述のようにＮＡＶのデクリメントを継続している状態なので、このＤａｔａ７フレームの送信においては、ＡＰ１は通常よりはかなり優先的にメディア使用権を獲得できることになる。
【００５３】
以上説明したように第１の実施形態によれば、ＡＰ１が現在の受信動作の後に送信すべきマルチメディア系の高優先フレームを保持している場合に、送信するＡＣＫフレームに、「ＤＩＦＳ＋Ｄａｔａ転送時間＋ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ転送時間」により算出される“０”以外のＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、当該ＡＣＫ送信先ＳＴＡ以外のＳＴＡに於いてＮＡＶデクリメントを継続させる。これにより、次にＡＰ１が下り方向のメディア使用権を確保できる確率が飛躍的に増大し、無線ＬＡＮ下り方向のＱｏＳ向上が期待できる。
【００５４】
（２）第２の実施形態
第１の実施形態で説明したような基本動作を踏まえて、同様に、有線ＬＡＮ９に接続されたＰＣ６と無線ＬＡＮ８に接続されたＳＴＡ２の間でＶｏＩＰによる音声通話を行なっている場合の本発明による第２の実施形態の動作を説明する。
【００５５】
第１の実施形態で説明したように、ＶｏＩＰ技術を用いた音声通話の下り方向のみに着目した場合、図１においてＰＣ６より有線ＬＡＮ９を経由してＡＰ１に周期的な音声情報パケットが到着し、それが図２のＭＡＣ処理部１３の高優先トラフィックキュー１９ａにエントリーされ、ＡＰ１は高優先トラフィックキューにエントリーされた音声情報を、ＭＡＣフレームとして宛先のＳＴＡ２へ送信する。
【００５６】
図４は、第２の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のフレーム送受信を説明するタイムチャートであり、図４において、下り方向音声トラフィック発生タイミング１、２の時点でのＤａｔａ１、３が音声情報の送信を表しており、このフレームは、周期Ｔの規則的な時間間隔で生成される。
【００５７】
次の下り方向音声トラフィック発生タイミング３において、ＡＰ１はＳＴＡ３に対してＤａｔａ５の送信態勢に入ったところであり、音声情報であるＤａｔａ７をすぐには送信できない状況である。
【００５８】
このような場合にＡＰ１は、Ｄａｔａ５に設定するＤｕｒａｔｉｏｎ値を、通常の値よりも大きな値に変更する。この値は、Ｄａｔａ５フレーム転送終了時点からＡＣＫ８フレームの転送終了までに必要な時間として、「ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ６転送時間＋ＤＩＦＳ＋Ｄａｔａ７転送時間＋ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ８転送時間」により算出される。
【００５９】
このときフレーム送受信当事者ではないＳＴＡ２、４、５は、Ｄａｔａ５フレーム転送終了タイミングにおいて、Ｄａｔａ５に設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値をロードし、ＮＡＶタイマのデクリメントを開始する。
【００６０】
Ｄａｔａ５を受信したＳＴＡ３は、ＡＰ１に対する受信応答としてＡＣＫ６フレームを送信するが、このＡＣＫフレームに設定されるＤｕｒａｔｉｏｎ値は通常通り“０”であることが予想される。しかし、ＮＡＶタイマのデクリメントを行なっているＳＴＡ２、４、５は、この時点ではまだＮＡＶタイマが“０”よりも大きな値を持っているので、この場合はＮＡＶタイマロードは行なわず、デクリメント動作を継続することになる。このＮＡＶデクリメントは、ＡＣＫ８フレームの転送終了時点まで継続することになる。
【００６１】
ＡＣＫ６フレームを受信したＡＰ１は、無線メディアアイドル状態がＤＩＦＳ間隔だけ継続したことを確認した後に、音声情報の入ったＤａｔａ７フレームをＳＴＡ２にあてて送信する。上述のようにＳＴＡ２、４、５はまだこの時点ではＮＡＶのデクリメントを継続している状態なので、このＤａｔａ７フレームの送信においてＡＰ１は、通常よりかなり優先的にメディア使用権を獲得できることになる。
【００６２】
ＳＴＡ２はＡＰ１よりのＤａｔａ７を受信することによりＮＡＶのクリアを行ない、ＡＰ１への受信応答としてＡＣＫ８フレームの送信を行なう。
【００６３】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、ＡＰ１が現在の送信動作の後に送信すべきマルチメディア系の高優先フレームを保持している場合に、送信態勢に入ったばかりのＤａｔａフレームに、「ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ転送時間＋ＤＩＦＳ＋Ｄａｔａ転送時間＋ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ転送時間」により算出される通常よりも大きなＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、当該Ｄａｔａフレーム送信先以外のＳＴＡのＮＡＶタイマにその値をロードさせる。これにより、次にＡＰ１が下り方向のメディア使用権を確保できる確率が飛躍的に増大し、無線ＬＡＮ下り方向のＱｏＳ向上が期待できる。
【００６４】
（３）第３の実施形態
第１の実施形態で説明したような基本動作を踏まえて、同様に、有線ＬＡＮ９に接続されたＰＣ６と無線ＬＡＮ８に接続されたＳＴＡ２の間でＶｏＩＰによる音声通話を行なっている場合の本発明による第３の実施形態の動作について説明する。
【００６５】
ＶｏＩＰ技術を用いた音声通話の上り方向のみに着目した場合、図１において、ＡＰ１は、音声情報パケットを搭載した無線フレームを、ＳＴＡ２より受信する。この受信フレームは、図２のＲＦ処理部１１及びベースバンド処理部１２を経て、ＭＡＣ処理部１３によりＭＡＣレイヤの終端処理を施され、さらに上位レイヤ処理部１８を経由して有線ＬＡＮ９に送出されて、最終的にＰＣ６に到達する。
【００６６】
図５は、第３の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のフレーム送受信を説明するタイムチャートであり、図５において、上り方向音声トラフィック発生タイミング１、２の時点でのＤａｔａ１、３が音声情報のＳＴＡ２からＡＰ１へのフレームの送信を表しており、このフレームは、周期Ｔの規則的な時間間隔により生成されている。ＡＰ１は音声通話中の無線ＬＡＮステーションを記憶し、過去の履歴を基にして次の上り方向音声トラフィックの発生タイミングを予測する（上り方向音声トラフィック発生タイミング３）。
【００６７】
図５においては、この予測タイミングにおいて、ＡＰ１はＳＴＡ３からのＤａｔａ５を受信中であり、ＳＴＡ２からの次の音声情報をすぐには受信できない状況であることが示されている。このような場合にＡＰ１は、Ｄａｔａ５への応答であるＡＣＫ６フレーム送信において、通常“０”であるＡＣＫ設定のＤｕｒａｔｉｏｎ値に、”０”以外の値を設定する。この値は、ＡＣＫ６フレーム転送終了時点からＡＣＫ１０フレームの転送終了時点までの必要時間として、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×２＋バックオフ時間＋（ＲＴＳ７、ＣＴＳ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」により算出される。なお、この計算式中のバックオフ時間はＳＴＡ２により実施されるバックオフによる待合せ時間であり、その時間はランダム値であるため正確に予測するのは不可能であることから、確率的な平均値を設定する。
【００６８】
ここで、フレーム送受信当事者ではない他のＳＴＡ（ＳＴＡ２及び４、５）においては、Ｄａｔａ５に設定されていたＤｕｒａｔｉｏｎ値によるＮＡＶタイマのデクリメントが、ＡＣＫ６フレーム転送終了時点で“０”となるが、さらにＡＣＫ６フレームに設定されていたＤｕｒａｔｉｏｎ値をロードすることにより、デクリメント動作を継続することになる。
【００６９】
ＡＣＫ６フレームを送信したＡＰ１は、無線メディアのアイドル状態がＤＩＦＳ時間間隔だけ継続したことを確認した後に、ＲＴＳ７フレームをＳＴＡ２にあてて送信する。ＲＴＳ７フレームには、ＡＣＫ６フレームより「ＤＩＦＳ＋ＲＴＳ７転送時間」を差し引いた値をＤｕｒａｔｉｏｎ値として設定する。
【００７０】
ＳＴＡ２はＲＴＳ７フレームを受信したことにより、自ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアしＣＴＳ８フレームを応答送信する。また、ＳＴＡ３はＲＴＳ７フレームを受信したことにより、そこに設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値を自ＳＴＡのＮＡＶタイマへロードして、デクリメント動作を開始する。この時点でＳＴＡ３〜５はＮＡＶタイマのデクリメント継続中であることから、ＳＴＡ２はＤａｔａ９フレームの送信においては通常通りの手順（ＤＩＦＳ＋バックオフ）を行なうのだが、結果的には優先的にメディア使用権を獲得できることになる。
【００７１】
以上説明したように、第３の実施形態によれば、ＡＰ１が現在の受信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＡＣＫフレームに、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×２＋バックオフ時間＋（ＲＴＳ７、ＣＴＳ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」により算出される“０”以外のＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、ＡＣＫ送信先ＳＴＡ以外のＮＡＶデクリメントを継続させる。さらに当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンスを実施する。これにより、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を確保できる確率が飛躍的に増大し、無線ＬＡＮ上り方向のＱｏＳ向上が期待できる。
【００７２】
（４）第４の実施形態
第１の実施形態で説明したような基本動作を踏まえて、同様に、有線ＬＡＮ９に接続されたＰＣ６と無線ＬＡＮ８に接続されたＳＴＡ２の間でＶｏＩＰによる音声通話を行なっている場合の本発明による第４の実施形態の動作を説明する。
【００７３】
ＶｏＩＰ技術を用いた音声通話の上り方向のみに着目した場合、図１においてＡＰ１はＳＴＡ２より周期的な音声情報パケットを搭載した無線フレームを受信する。図２において受信フレームは、ＲＦ処理部１１及びベースバンド処理部１２を経て、ＭＡＣ処理部１３によりＭＡＣレイヤの終端処理を行ない、さらに上位レイヤ処理部１８を経由して有線ＬＡＮ９に送出されて、最終的にＰＣ６に到達する。
【００７４】
図６は、第４の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のフレーム送受信を説明するタイムチャートであり、図６において、上り方向音声トラフィック発生タイミング１、２の時点でのＤａｔａ１、３が音声情報のＳＴＡ２からＡＰ１に対する送信を表しており、このフレームは、周期Ｔの規則的な時間間隔により生成される。ＡＰ１は音声通話中の無線ＬＡＮステーションを記憶し、過去の履歴を基にして次の上り方向音声トラフィックの発生タイミングを予測する（上り方向音声トラフィック発生タイミング３）。
【００７５】
図６ではこの予測タイミングにおいて、ＡＰ１はＳＴＡ３へのＤａｔａ５を送信中であり、ＳＴＡ２からの次の音声情報をすぐには受信できない状況にある。このような場合にＡＰ１は、Ｄａｔａ５に設定するＤｕｒａｔｉｏｎ値を、通常の値よりも大きな値に変更する。この値は、Ｄａｔａ５フレーム転送終了時点からＡＣＫ１０フレームの転送終了までに必要な時間として、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×３＋バックオフ時間＋（ＡＣＫ６、ＲＴＳ７、ＣＴＳ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」より算出される。なお、この計算式中のバックオフ時間はＳＴＡ２により実施されるバックオフによる待合せ時間であり、その時間はランダム値であるため正確に予測するのは不可能であることから、確率的な平均値を設定する。
【００７６】
このときフレーム送受信当事者ではないＳＴＡ２、４、５は、Ｄａｔａ５フレーム転送終了タイミングにおいて、Ｄａｔａ５に設定されたＤｕｒａｔｉｏｎ値をロードし、ＮＡＶタイマのデクリメントを開始する。
【００７７】
Ｄａｔａ５を受信したＳＴＡ３は、ＡＰ１に対する受信応答としてＡＣＫ６フレームを送信するが、このＡＣＫフレームに設定されたＤｕｒａｔｉｏｎ値は通常通り“０”であることが予想される。しかし、ＮＡＶタイマのデクリメントを行なっているＳＴＡ２、４、５は、この時点ではまだＮＡＶタイマが“０”よりも大きな値を持っているので、Ｄｕｒａｔｉｏｎ値によるＮＡＶタイマロードは行なわず、デクリメント動作を継続することになる。
【００７８】
ＡＣＫ６フレームを受信したＡＰ１は、無線メディアのアイドル状態がＤＩＦＳ時間間隔だけ継続したことを確認した後に、ＲＴＳ７フレームをＳＴＡ２にあてて送信する。ＲＴＳ７フレームには、Ｄａｔａ５フレームより「ＳＩＦＳ＋ＤＩＦＳ＋（ＡＣＫ６、ＲＴＳ７）転送時間」を差し引いた値をＤｕｒａｔｉｏｎ値が設定される。
【００７９】
ＳＴＡ２はＲＴＳ７フレームを受信したことにより、自ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアしＣＴＳ８フレームを応答送信する。また、ＳＴＡ３はＲＴＳ７フレームを受信したことにより、そこに設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値を自ＳＴＡのＮＡＶタイマへロードして、デクリメント動作を開始する。この時点で、ＳＴＡ３〜５はＮＡＶタイマのデクリメント継続中であることから、ＳＴＡ２はＤａｔａ９フレームの送信においては通常通りの手順（ＤＩＦＳ＋バックオフ）を行なうのだが、結果的には優先的にメディア使用権を獲得できることになる。
【００８０】
以上説明したように第４の実施形態によれば、ＡＰ１が現在の送信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＤａｔａフレームにたいして、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×３＋バックオフ時間＋（ＡＣＫ６、ＲＴＳ７、ＣＴＳ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」より算出される通常よりも大きなＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、当該Ｄａｔａフレーム送信先以外のＳＴＡのＮＡＶタイマにその値をロードさせる。さらに当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンスを実施することにより、当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせる。これにより、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を確保できる確率が飛躍的に増大し、無線ＬＡＮ上り方向のＱｏＳ向上が期待できる。
【００８１】
（５）第５の実施形態
第１の実施形態で説明したような基本動作を踏まえて、同様に、有線ＬＡＮ９に接続されたＰＣ６と無線ＬＡＮ８に接続されたＳＴＡ２の間でＶｏＩＰによる音声通話を行なっている場合の、本発明による第５の実施形態の動作を説明する。
【００８２】
ＶｏＩＰ技術を用いた音声通話の上り方向のみに着目した場合、図１においてＡＰ１はＳＴＡ２より周期的な音声情報パケットを搭載した無線フレームを受信する。図２において受信フレームはＲＦ処理部１１及びベースバンド処理部１２を経て、ＭＡＣ処理部１３によりＭＡＣレイヤの終端処理を行ない、さらに上位レイヤ処理部１８を経由して有線ＬＡＮ９に送出されて、最終的にＰＣ６に到達する。
【００８３】
図７は、第５の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のフレーム送受信を説明するタイムチャートであり、図７において、上り方向音声トラフィック発生タイミング１、２の時点でのＤａｔａ１、３が音声情報のＳＴＡ２からＡＰ１への送信を表しており、このフレームは周期Ｔの規則的な時間間隔により生成される。ＡＰ１は音声通話中の無線ＬＡＮステーションを記憶し、過去の履歴を基にして次の上り方向音声トラフィックの発生タイミングを予測する（上り方向音声トラフィック発生タイミング３）。
【００８４】
図７ではこの予測タイミングにおいて、ＡＰ１はＳＴＡ３からのＤａｔａ５を受信中であり、ＳＴＡ２からの次の音声情報をすぐには受信できない状況にある。このような場合にＡＰ１は、Ｄａｔａ５への応答であるＡＣＫ６フレーム送信において、通常“０”であるＡＣＫ設定Ｄｕｒａｔｉｏｎ値に、”０”以外の値を設定する。この値は、ＡＣＫ６フレーム転送終了時点からＡＣＫ１０フレームの転送終了時点までの必要時間として、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×２＋バックオフ時間＋（Ｎｕｌｌ７、ＡＣＫ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」により算出される。尚、計算式中のバックオフ時間はＳＴＡ２により実施されるバックオフによる待合せ時間であり、その時間はランダム値であるため正確に予測するのは不可能であることから、確率的な平均値を設定する。
【００８５】
ここでフレーム送受信当事者ではない他のＳＴＡ（ＳＴＡ２及び４、５）については、Ｄａｔａ５に搭載されていたＤｕｒａｔｉｏｎ値によるＮＡＶタイマのデクリメントが、ＡＣＫ６フレーム転送終了時点で“０”となるが、ＡＣＫ６フレームに設定されていたＤｕｒａｔｉｏｎ値をロードすることにより、デクリメント動作を継続することになる。
【００８６】
ＡＣＫ６フレームを送信したＡＰ１は、無線メディアアイドル状態がＤＩＦＳ時間間隔だけ継続したことを確認した後に、Ｎｕｌｌ７フレームをＳＴＡ２にあてて送信する。Ｎｕｌｌ７フレームには、ＡＣＫ６フレームより「ＤＩＦＳ＋Ｎｕｌｌ７転送時間」を差し引いた値をＤｕｒａｔｉｏｎ値として設定する。
【００８７】
ＳＴＡ２はＮｕｌｌ７フレームを受信したことにより、自ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアしＡＣＫ８フレームを応答送信する。また、ＳＴＡ３は他ＳＴＡ宛のＮｕｌｌ７フレームを受信したことにより、そこに設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値を自ＳＴＡのＮＡＶタイマへロードして、デクリメント動作を開始する。この時点でＳＴＡ３〜５はＮＡＶタイマのデクリメント継続中であることから、ＳＴＡ２はＤａｔａ９フレームの送信においては通常通りの手順（ＤＩＦＳ＋バックオフ）を行なうのだが、結果的には優先的にメディア使用権を獲得できることになる。
【００８８】
以上説明したように、第５の実施形態によれば、ＡＰ１が現在の受信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＡＣＫフレームに、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×２＋バックオフ時間＋（Ｎｕｌｌ７、ＡＣＫ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」により算出される“０”以外のＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、ＡＣＫ送信先ＳＴＡ以外のＮＡＶデクリメントを継続せしめ、さらに当該予測ＳＴＡとの間でＮｉｌｌ／ＡＣＫシーケンスを実施する。これにより、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を確保できる確率が飛躍的に増大し、無線ＬＡＮ上り方向のＱｏＳ向上が期待できる。
【００８９】
（６）第６の実施形態
第１の実施形態で説明したような基本動作を踏まえて、同様に、有線ＬＡＮ９に接続されたＰＣ６と無線ＬＡＮ８に接続されたＳＴＡ２の間でＶｏＩＰによる音声通話を行なっている場合の、本発明による第６の実施形態の動作を説明する。
【００９０】
ＶｏＩＰ技術を用いた音声通話の上り方向のみに着目した場合、図１においてＡＰ１はＳＴＡ２より周期的な音声情報パケットを搭載した無線フレームを受信する。図２において受信フレームはＲＦ処理部１１及びベースバンド処理部１２を経て、ＭＡＣ処理部１３によりＭＡＣレイヤの終端処理を行ない、さらに上位レイヤ処理部１８を経由して有線ＬＡＮ９に送出されて、最終的にＰＣ６に到達する。
【００９１】
図８は、第６の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のフレーム送受信を説明するタイムチャートであり、図８において、上り方向音声トラフィック発生タイミング１、２の時点でのＤａｔａ１、３は、ＳＴＡ２からＡＰ１に対する音声情報の送信を表しており、このフレームは、周期Ｔの規則的な時間間隔により生成される。ＡＰ１は音声通話中の無線ＬＡＮステーションを記憶し、過去の履歴を基にして次の上り方向音声トラフィックの発生タイミングを予測する（上り方向音声トラフィック発生タイミング３）。
【００９２】
図８ではこの予測タイミングにおいて、ＡＰ１はＳＴＡ３へのＤａｔａ５を送信中であり、ＳＴＡ２からの次の音声情報をすぐには受信できない状況である。このような場合にＡＰ１は、Ｄａｔａ５に設定するＤｕｒａｔｉｏｎ値を、通常の値よりも大きな値に変更する。この値は、Ｄａｔａ５フレーム転送終了時点からＡＣＫ１０フレームの転送終了までに必要な時間として、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×３＋バックオフ時間＋（ＡＣＫ６、Ｎｕｌｌ７、ＡＣＫ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」により算出される。尚、計算式中のバックオフ時間はＳＴＡ２により実施されるバックオフによる待合せ時間であり、その時間はランダム値であるため正確に予測するのは不可能であることから、確率的な平均値が設定される。
【００９３】
このときフレーム送受信当事者ではないＳＴＡ２、４、５は、Ｄａｔａ５フレーム転送終了タイミングにおいて、Ｄａｔａ５に設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値をロードし、ＮＡＶタイマのデクリメントを開始する。Ｄａｔａ５を受信したＳＴＡ３は、ＡＰ１に対する受信応答としてＡＣＫ６フレームを送信するが、このＡＣＫフレームに設定されるＤｕｒａｔｉｏｎ値は通常通り“０”であることが予想される。しかし、ＮＡＶタイマのデクリメントを行なっているＳＴＡ２、４、５は、この時点ではまだＮＡＶタイマが“０”よりも大きな値を持っており、従って“０”Ｄｕｒａｔｉｏｎ値によるＮＡＶタイマロードは行なわず、デクリメント動作を継続することになる。
【００９４】
ＡＣＫ６フレームを受信したＡＰ１は、無線メディアアイドル状態がＤＩＦＳ時間間隔だけ継続したことを確認した後に、Ｎｕｌｌ７フレームをＳＴＡ２にあてて送信する。Ｎｕｌｌ７フレームには、Ｄａｔａ５フレームより「ＳＩＦＳ＋ＤＩＦＳ＋（ＡＣＫ６、Ｎｕｌｌ７）転送時間」を差し引いた値がＤｕｒａｔｉｏｎ値として設定される。
【００９５】
ＳＴＡ２はＮｕｌｌ７フレームを受信したことにより、自ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアしＡＣＫ８フレームを応答送信する。また、ＳＴＡ３は他ＳＴＡ宛のＮｕｌｌ７フレームを受信したことにより、そこに設定されているＤｕｒａｔｉｏｎ値を自ＳＴＡのＮＡＶタイマへロードして、デクリメント動作を開始する。この時点でＳＴＡ３〜５はＮＡＶタイマのデクリメント継続中であることから、ＳＴＡ２はＤａｔａ９フレームの送信においては通常通りの手順（ＤＩＦＳ＋バックオフ）を行なうのだが、結果的には優先的にメディア使用権を獲得できることになる。
【００９６】
以上説明したように、第６の実施形態によれば、ＡＰ１が現在の送信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＤａｔａフレームに、「ＤＩＦＳ×２＋ＳＩＦＳ×３＋バックオフ時間＋（ＡＣＫ６、Ｎｕｌｌ７、ＡＣＫ８、Ｄａｔａ９、ＡＣＫ１０）転送時間」により算出される通常よりも大きなＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、当該Ｄａｔａフレーム送信先以外のＳＴＡのＮＡＶタイマにその値をロードさせ、さらに当該予測ＳＴＡとの間でＮｕｌｌ／ＡＣＫシーケンスを実施する。これにより、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を確保できる確率が飛躍的に増大し、それにより無線ＬＡＮ上り方向のＱｏＳ向上が期待できる。
【００９７】
本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告準拠の無線ＬＡＮを利用したシステムにおいて、ＶｏＩＰ装置・動画通信装置等のようにマルチメディア情報を扱い、無線ＬＡＮ部分におけるＱｏＳを確保することが重要課題となるような装置に対して有効に適用することができる。
【００９８】
第３、第５の実施形態では、ＡＰ１が現在の受信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＡＣＫフレームに“０”以外のＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、ＡＣＫ送信先ＳＴＡ以外のＮＡＶデクリメントを継続せしめ、さらに当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンス或いはＮｕｌｌ／ＡＣＫシーケンスを実施することにより当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせて、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を優先的に確保することを可能としたが、無線ＬＡＮにおいて使用可能な、他のフレーム（ユニキャストの管理／制御フレームやデータフレーム等）を利用して当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせても、これらの実施形態と同様の動作を実現することができる。
【００９９】
また、第４、第６の実施形態では、ＡＰ１が現在の送信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＤａｔａフレームに通常よりも大きなＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、当該Ｄａｔａフレーム送信先以外のＳＴＡのＮＡＶタイマにその値をロードさせ、さらに当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンス或いはＮｕｌｌ／ＡＣＫシーケンスを実施することにより当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせて、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を優先的に確保することを可能としたが、無線ＬＡＮにおいて使用可能な、他のフレーム（ユニキャストの管理／制御フレームやデータフレーム等）を利用して当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせても、これらの実施形態と同様の動作を実現することができる。
【０１００】
第３、第５の実施形態では、ＡＰ１が現在の受信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＡＣＫフレームに“０”以外のＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、ＡＣＫ送信先ＳＴＡ以外のＮＡＶデクリメントを継続せしめ、さらに当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンス或いはＮｕｌｌ／ＡＣＫシーケンスを実施することにより当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせて、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を優先的に確保することを可能としたが、ＡＣＫフレームに設定するＤｕｒａｔｉｏｎ値を上記実施形態よりも小さめ（次のフレームシーケンス中に“０”に到達する程度の値）に設定し、当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンス或いはＮｕｌｌ／ＡＣＫシーケンス、その他無線ＬＡＮにおいて使用可能な他のフレーム（ユニキャストの管理／制御フレームやデータフレーム等）を利用（この場合は当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアする効果は無くても構わない）して当該予測ＳＴＡ以外のＮＡＶタイマをセットさせても、これらの実施形態と同様の動作を実現することができる。
【０１０１】
また、第４、第６の実施形態では、ＡＰ１が現在の送信動作の後に、あるＳＴＡからのマルチメディア系の高優先フレームの受信を予測している場合に、送信するＤａｔａフレームに通常よりも大きなＤｕｒａｔｉｏｎ値を設定し、当該Ｄａｔａフレーム送信先ＳＴＡ以外のＮＡＶタイマにその値をロードさせ、さらに当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンス或いはＮｕｌｌ／ＡＣＫシーケンスを実施することにより当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアさせて、次に当該予測ＳＴＡが上り方向のメディア使用権を優先的に確保することを可能としたが、Ｄａｔａフレームに設定するＤｕｒａｔｉｏｎ値を上記実施形態よりも小さめ（次のフレームシーケンス中に“０”に到達する程度の値）に設定し、当該予測ＳＴＡとの間でＲＴＳ／ＣＴＳシーケンス或いはＮｕｌｌ／ＡＣＫシーケンス、その他無線ＬＡＮにおいて使用可能な他のフレーム（ユニキャストの管理／制御フレームやデータフレーム等）を利用（この場合は当該予測ＳＴＡのＮＡＶタイマをクリアする効果は無くても構わない）して当該予測ＳＴＡ以外のＮＡＶタイマをセットさせても、これらの実施形態と同様の動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】この発明の適用形態の一例を示した図である。
【図２】この発明によるＡＰ１の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のデータ送受信を説明するタイムチャートである。
【図４】第２の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のデータ送受信を説明するタイムチャートである。
【図５】第３の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のデータ送受信を説明するタイムチャートである。
【図６】第４の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のデータ送受信を説明するタイムチャートである。
【図７】第５の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のデータ送受信を説明するタイムチャートである。
【図８】第６の実施形態に於けるＡＰ１とＳＴＡ間のデータ送受信を説明するタイムチャートである。
【図９】ＮＡＶの基本動作を説明する為の図である。
【図１０】ＲＴＳ／ＣＴＳフレームシーケンス及びそのＮＡＶ動作を説明する図である。
【図１１】バックオフの基本動作を説明する為の図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０    ＡＰ１
１１    ＲＦ処理部
１２    ベースバンド処理部
１３    ＭＡＣ処理部
１４    Ｄｕｒａｔｉｏｎ制御部
１５    送信フレーム生成部
１６    送信タイミング制御部
１７    送信フレーム解析部
１８    上異レイヤ処理部
１９ａ  高優先トラフィックキュー
１９ｂ  低優先トラフィックキュー
【図１】
2006166114.tif 000003
【図２】
2006166114.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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